发电机定子单相接地保护
发电机定子单相接地故障电流的计算和测试
22第44卷 第4期2021年4月Vol.44 No.4Apr.2021水 电 站 机 电 技 术Mechanical & Electrical Technique of Hydropower Station1 引言发电机定子接地故障是最常见的发电机故障，大型发电机组在发生接地故障时会产生较大的对地电容电流，为将接地故障电流限制在允许范围内，中性点常采用消弧线圈接地方式运行，而测试发电机定子单相接地故障电流是为了检验发电机在发生单相接地时消弧线圈是否能够有效地补偿故障电流，保证接地电弧瞬间熄灭，以消除弧光间歇接地过电压，防止事故进一步扩大为匝间或相间短路。
需要知道发电机单相接地故障电流的大小，究其原因，主要有3点。
（1）发电机的定子一点接地保护动作出口方式的整定和这个电流大小有关。
根据DLT 684-2012《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》的规定，当发电机定子单相接地故障电流大小超过规定值，发电机定子一点接地保护动作后就必须出口跳闸停机，而小于这个值，则允许保护仅动作于告警，由运行值班人员确认后，采取转移负荷解列停机的方式进行处置。
（2）知道中性点不接地时发电机单相接地故障电容电流的大小后，与消弧线圈标注的补偿电流比较，可以定性地判断消弧线圈是否工作在欠补偿状态。
（3）消弧线圈投入后发电机单相接地故障电流必须小于制造厂的规定，制造厂无明确规定时，这个电流应小于15 A，否则在运行中发生定子绕组内部单相接地故障，有可能对定子铁心造成不可修复的损伤。
本文以万安水力发电厂1号发电机为例，通过简单估算和现场实测这两种方法对发电机定子单相接地故障电流进行讨论，所得结论不一定适合其它发电厂，仅供同行参考。
2 发电机定子单相接地故障电流的计算发电机定子单相接地故障点可能在定子绕组从机端到中性点的任意位置，但因为机端对地电压最高，所以在机端发生单相接地故障时故障电流最大，因此，我们只计算机端单相接地时的故障电流。
发电机定子绕组单相接地保护的工作原理
发电机定子绕组单相接地保护的工作原理文档下载说明Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document 发电机定子绕组单相接地保护的工作原理can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!发电机定子绕组单相接地保护是一种用于防止发电机定子绕组发生单相接地故障的保护装置。
当发生单相接地故障时，如果不及时进行处理，可能会导致发电机的损坏，甚至引发火灾等严重后果。
因此，发电机定子绕组单相接地保护显得尤为重要。
该保护装置的工作原理主要包括以下几个方面。
1. 接地检测器。
发电机定子绕组单相接地保护系统会安装一个接地检测器，用于监测定子绕组是否发生接地故障。
发电机定子接地保护范围
发电机定子接地保护范围（最新版）目录一、发电机定子接地保护的概述二、发电机定子接地保护的工作原理三、发电机定子接地保护的保护范围四、发电机定子接地保护的动作处理方法五、发电机定子接地保护的注意事项正文一、发电机定子接地保护的概述发电机定子接地保护是针对发电机定子绕组单相接地故障而设置的一种保护措施。
其主要目的是确保发电机在发生定子绕组单相接地故障时，能够及时、准确地检测到故障，并采取相应的措施，以避免故障扩大，保证发电机的安全稳定运行。
二、发电机定子接地保护的工作原理发电机定子接地保护通常由基波零序电压保护和三次谐波电压保护两部分组成。
基波零序电压保护主要针对发电机定子绕组中性点附近的单相接地故障，其保护范围通常可达到中性点附近 95% 的区域。
三次谐波电压保护则主要针对发电机定子绕组机尾至机端 30% 区域的单相接地故障，其保护范围相对较小。
三、发电机定子接地保护的保护范围发电机定子接地保护的保护范围主要包括发电机定子绕组中性点及其附近范围内的接地故障。
对于中性点附近 50% 的区域，可以通过基波零序电压保护来实现保护。
而对于中性点附近 95% 的区域，则需要通过三次谐波电压保护来实现保护。
在发电机正常运行时，保护不会误动，具有较高的灵敏度。
四、发电机定子接地保护的动作处理方法当发电机定子接地保护检测到单相接地故障时，保护装置将根据设定的时限进行动作处理。
基波零序电压保护的时限通常为 3 秒，三次谐波电压保护的时限通常为 5 秒。
动作后，保护装置将发出信号，对发电机进行解列灭磁，以避免故障扩大。
五、发电机定子接地保护的注意事项在使用发电机定子接地保护时，应注意以下几点：1.确保保护装置的设定参数与发电机的实际参数相匹配，以保证保护的准确性。
2.定期对保护装置进行检修和维护，以确保保护装置的正常运行。
3.在发生故障时，应根据保护装置的信号及时采取相应的处理措施，以避免故障扩大。
发电机定子接地保护范围
发电机定子接地保护范围【最新版】目录一、发电机定子接地保护的必要性二、发电机定子接地保护的原理与保护范围1.基波零序电压保护2.三次谐波电压保护三、发电机定子接地保护的构成与实现1.基波零序电压保护与三次谐波电压保护的结合2.采用注入式定子接地保护四、发电机定子接地保护的注意事项1.故障点电流不应超过安全电流五、发电机定子接地保护的作用与意义正文一、发电机定子接地保护的必要性发电机定子接地保护是确保电力系统安全稳定运行的重要措施之一。
在发电过程中，由于各种原因可能导致发电机定子绕组出现接地故障，如绝缘损坏、潮湿环境、操作失误等。
这些故障可能导致设备损坏、人身安全受到威胁，甚至引发火灾等严重后果。
因此，对发电机定子接地保护进行研究和实践具有重要的现实意义。
二、发电机定子接地保护的原理与保护范围发电机定子接地保护主要包括基波零序电压保护和三次谐波电压保护。
1.基波零序电压保护基波零序电压保护主要针对发电机定子绕组中性点附近的接地故障进行保护。
在正常运行状态下，发电机定子绕组存在不平衡电压，包括基波和三次谐波。
当发生接地故障时，基波零序电压会出现明显变化，因此可以通过检测基波零序电压的变化来实现对中性点附近接地故障的保护。
保护范围：基波零序电压保护可以保护定子绕组中性点及其附近范围内的接地故障，保护范围约占整个定子绕组的 95%。
2.三次谐波电压保护三次谐波电压保护主要针对发电机定子绕组机尾至机端 30% 区域的接地故障进行保护。
在发电机运行过程中，三次谐波电压是定子绕组接地故障的特征之一。
因此，通过检测三次谐波电压的变化，可以实现对机尾至机端 30% 区域内的接地故障的保护。
保护范围：三次谐波电压保护可以保护机尾至机端 30% 区域的定子绕组单相接地故障，保护范围约占整个定子绕组的 30%。
三、发电机定子接地保护的构成与实现为了实现 100% 的发电机定子绕组接地保护，可以将基波零序电压保护和三次谐波电压保护结合起来，形成一个完整的保护体系。
发电机定子接地保护原理及应用
发电机定子接地保护原理及应用摘要：发电机作为电力系统最重要的运行设备之一，保证发电机的安全稳定运行是电力系统继电保护的最重要的任务。
发电机定子接地保护，作为发电机保护中相当重要的一员，应该引起我们继电保护人员的足够重视。
本文详细分析了目前国内常见的几种发电机定子接地保护原理，在实际生产运行中，应根据系统接线及运行方式，决定保护接线，选择合适的定值整定和跳闸方式以及发信方式，保证发电机组安全稳定运行。
关键词：发电机定子接地原理应用正文：发电机是电力系统中最重要的设备之一，根据安全的要求，发电机的外壳是接地的，因此，定子绕组因绝缘破坏而引起的单相接地故障比较普遍。
发生定子单相接地后，接地电流经故障点、三相对地电容、三相定子绕组而构成通路，当接地电流比较大，能在故障点引起电弧时，将使绕组和定子铁芯烧坏，并且也容易发展成危害更大的定子绕组相间或匝间短路，因此，应装设发电机定子绕组单相接地保护。
目前，发电机定子接地保护已经有很多不同的保护原理，包括利用零序电流构成的定子接地保护，利用基波零序电压构成的定子接地保护，利用基波零序电压和三次谐波电压构成的100%定子接地保护，以及利用附加电源构成100%的定子接地保护，本文将一一介绍各个保护的保护原理。
发电机定子单相接地的特点首先，我们先来了解一下发电机发生单相接地故障时，发电机两侧的故障电压故障电流的分布情况。
现代的发电机，其中性点一般为不接地或经消弧线圈接地（或者通过接地变压器接地）的，因此，当发电机内部单相接地时，流经接地点的电流仍为发电机所在电压网络（即与发电机直接电联系的各元件）对地电容电流之和，而不同之处在于故障点的零序电压将随发电机内部接地点的位置而改变。
如图1（a）所示，假设A相接地发生在定子绕组距中性点a处，a表示出中性点到故障点的绕组占全部绕组的百分数，故障点各相电动势为，，,则发电机中性点电位将发生位移，产生零序电压，如图1（b）。
图中，C0G为发电机每相的对地电容，C01为发电机意外电压网络每相对地的等效电容。
发电机定子接地保护原理(注入式、基波电压)及保护调试方法
主要内容
一、定子接地保护原理 基波电压式 注入式 二、调试方法
定子接地保护原理
基波定子接地保护
假设在右图中F点的A相绕组发生 接地短路。F点到中性点的匝数
占该相绕组总匝数的百分比为
。此时机端T 点各相的对地（对 A相的F点）电压为：
定子接地保护原理
所以机端T点对地的零序电压为：
零序电压值随短路点位置α的 变化而变化的关系如图所示。 在机端单相接地时零序电压最 大，在中性点处接地时零序电 压为零。
定子接地保护原理
基波零序电压保护发电机85～95 ％的定子绕组单相接地,在中性点N附 近发生接地故障，保护有死区。
基波零序电压保护设两段定值， 一段为灵敏段，另一段为高定值段。
灵敏段基波零序电压保护，动作 跳闸时，需经主变高压侧零序电压闭 锁，防止区外故障时定子接地基波零 序电压灵敏段误动；
调试方法
注入式定子接地调试方法及步骤 1、检查注入式定子接地保护电源正常 2、检查非电量保护柜内注入式定子接地保 护闭锁输出压板退出（解、接线前先投入， 解、接后再退出） 3、检查发电机保护A柜内投注入式定子接地 保护功能压板
调试方法
注入式定子接地调试方法及步骤 4、在接地变处接入电阻箱，一端接在接地刀闸靠近定子侧，一 端接地 5、通过调节电阻进行检查，补偿后相角通常在274°左右，测量 阻值按照工序卡与输入阻值基本一致，并验证报警及跳闸值。
100%的定子绕组接地短路保护的一种方案是用三次谐 波电压和基波零序过电压两种保护联合构成。三次谐波 电压定子接地保护对于中性点附近的单相接地短路有很 高的灵敏度，它与基波零序过电压保护正好有互补性。 所以可用这两个保护联合构成100%的定子绕组接地短 路保护。
发电机定子接地保护
对于中小型发电机, 通常采用零序电压定子单相接地构成保护, 由于整定值要避开不平衡电压, 保护区一般只能达到定子绕组 的85~95%, 故在发电机中性点附近存在着死区。实现发电机定 子100%接地保护主要利用三次谐波电压或是叠加电源与零序电 压配合构成。
单相接地故障时的零序电压
•
• EA
U AD d
•
U CD
•
U d0
•
E A
•
U BD
Cf
Cw
•
EC
•
EB
（a）电路图
• U
AD
(1 )
•
E
A
图
发电机定子绕组单相接地时的电路图和相量图
（b）相量图
U•
BD
•
EB
•
EA
•
•
•
U
CD
EC
EA
•
U d 0
1
•
(U
AD
•
U
BD
•
U
CD
)
•
E
A
3
发电机定子接地时的零序网络图
当发电机完全失去励磁时，励磁电流将逐渐衰减至零。由于发电 机的感应电势Ed随着励磁电流的减小而减小，因此，其电磁转矩 也将小于原动机的转矩，因而引起转子加速，使发电机的功角δ 增大。当δ超过静态稳定极限角时，发电机与系统失去同步。发 电机失磁后将从电力系统中吸取感性无功功率。在发电机超过同 步转速后，转子回路中将感应出频率为ff-fs（ ff此处为对应发 电机转速的频率，fs为系统的频率）的电流，此电流产生异步转 矩。当异步转矩与原动机转矩达到新的平衡时，即进入稳定的异 步运行。
发电机定子接地保护范围
发电机定子接地保护范围摘要：I.发电机定子接地保护的概念和重要性II.发电机定子接地保护的范围A.基波零序电压保护B.三次谐波电压保护III.发电机定子接地保护的工作原理IV.发电机定子接地保护的注意事项正文：发电机定子接地保护是保障发电机正常运行和安全的关键措施之一。
在发电机运行过程中，定子绕组的单相接地故障是常见的故障类型，如果没有及时的保护，可能会导致绕组损坏，进而影响发电机的正常运行。
因此，了解发电机定子接地保护范围和原理非常重要。
发电机定子接地保护范围主要包括基波零序电压保护和三次谐波电压保护。
其中，基波零序电压保护可以保护机端至机尾95% 区域的定子绕组单相接地故障，通过反映发电机机端零序电压原理构成，经时限t1（3s）动作于解列灭磁；而三次谐波电压保护可以保护机尾至机端30% 区域的定子绕组单相接地故障，由发电机中性点和机端三次谐波原理构成，经时限t2（5s）动作于信号。
二者组成100% 的定子接地保护。
发电机定子接地保护的工作原理是，当定子绕组出现单相接地故障时，会在定子绕组中产生零序电压。
基波零序电压保护通过检测基波零序电压，判断是否存在接地故障；而三次谐波电压保护则通过检测三次谐波电压，进一步确认故障位置。
当检测到定子接地故障时，保护装置会及时动作，通过解列灭磁或发出信号，切断故障电路，保护发电机的安全运行。
在实际应用中，发电机定子接地保护还需要注意一些问题。
例如，保护装置的灵敏度和可靠性需要满足一定的要求，以防止误动作或漏动作；保护装置的接线需要正确，以避免因接线错误导致的保护失效；此外，还需要定期对保护装置进行维护和检修，以确保保护装置的正常运行。
总之，发电机定子接地保护范围和原理是保障发电机正常运行和安全的重要措施，需要认真理解和掌握。
发电机100定子接地保护
发电机100%定子接地保护发电机定子单相接地后，接地电流经故障点、三相对地电容、三相定子绕组而构成通路。
当接地电流较大能在故障点引起电弧时，将使定子绕组的绝缘和定子铁芯烧坏，也容易发展成危害更大的定子绕组相间或匝间短路。
第一部分是基波零序电压式定子接地保护：保护接入的3Uo电压，取自发电机机端电压互感器开口三角绕组两端和发电机中性点单相电压互感器的二次。
零序电压式定子接地保护的交流输入回路如图1所示。
第二部分是利用发电机三次谐波电动势构成的定子接地保护由于发电机气隙磁通密度的非正旋分布和受铁芯饱和的影响，其定子中的感应电动势除基波外，还含有三、五、七次等高次谐波。
因为三次谐波具有零序分量的性质，在线电动势中它们虽然不存在，但在相电动势中亦然存在。
正常运行时，发电机中性点的三次谐波电压总是大于发电机机端的三次谐波电压。
而当发电机靠中性点侧0～50％范围内有接地故障时，发电机机端的三次谐波电压大于发电机中性点的三次谐波电压。
根据发电机定子绕组中性点附近接地故障的三次谐波分布特性，保护装置取发电机中性点及机端三次谐波电压，并对其进行大小和相位的矢量比较。
三次谐波定子接地保护交流接入回路如图6所示。
该保护的动作逻辑图如图7所示。
发电机启停机和误上电保护1、300MW及以上发电机组，一般都要装设误上电保护，以防止发电机起停机时的误操作。
当发电机盘车或转子静止时发生误合闸操作，定子的电流（正序电流）在气隙产生的旋转磁场会在转子本体中感应工频或接近工频的电流，会引起转子过热而损失。
误上电保护原理是将误上电分成两个阶段。
以开机为例，第一阶段：从开机到合磁场开关。
在这期间，由于无励磁，发电机不可能进行并网操作，因此要求发电机断路器合闸和定子有电流，则必然为误上电，瞬时跳闸；第二阶段：从合磁场开关到并网。
在这期间，用阻抗元件来区分并网和误上电，误上电一般可做到0.5s内跳闸，并且误上电情况越严重，跳闸也越快。
误上电保护在发电机并网后自动退出运行，解列后自动投入运行。
发电机定子单相接地处理
发电机定子绕组单相接地,是发电机最常见的一种电气故障。
非故障相对地电压上升为线电压，可能导致绝缘薄弱处发生接地形成两点接地短路，扩大事故。
定子绕组单相接地的危害性主要是流过故障点的电容电流产生电弧可能烧坏定子铁心,进一步造成匝间短路或相间短路(铁心灼伤后造成磁场分布不均，定子绕组局部温度高，后果必然是相间短路损坏发电机。
),使发电机遭受更为严重的破坏。
6ｋＶ发电机为中性点不接地系统,当发生定子绕组单相接地时,故障点将出现零序电压。
下面以Ａ相定子绕组任一点发生金属性接地故障为例进行分析。
如图1所示,假设Ａ相在距中性点ａ处(ａ表示由中性点到故障点的匝数占该相总匝数的百分数)的ｄ点发生接地故障。
则零序电压为(推导过程略):Ｕｄ0=－ａＥＡ上式表明,故障点的零序电压与ａ成正比, 即接地点离中性点越远,零序电压越高。
这样,可以利用接于机端的电压互感器开口三角形侧取得零序电压,构成单相接地保护,如图2所示。
零序电压型单相接地保护,是从机端电压互感器开口三角形侧取得零序电压,接入保护用的过电压继电器。
理想情况下,发电机正常运行时,ＴＶ开口三角形侧无零序电压,继电器不动作。
但实际上,发电机在正常运行情况下,其相电压中存在三次谐波电压;另外,在变压器高压侧发生接地短路时,由于变压器高低压绕组之间有电容存在,发电机机端也会产生零序电压。
为了保证保护动作的选择性,保护的整定值应躲开上述三次谐波电压与零序电压。
根据运行经验,电压值一般整定为15～20Ｖ之间。
按此值整定后,由于靠近中性点附近发生接地故障时,零序电压低,保护可能不会起动,故此种保护的保护范围约为由机端到中性点绕组的85%左右,保护存在死区。
规程规定,对于出口电压为6 3ｋＶ的发电机,当接地电流等于或大于5Ａ时,单相接地保护作用跳闸;小于5Ａ时,一般只发信号不跳闸,这是基于保护发电机定子绕组而作出的规定。
保护动作时间国家有关规程对发电机定子绕组单相接地保护的动作时间未作明确规定,各电厂应根据本厂机组的实际运行情况给出延时时间。
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发电机定子单相接地保护发电运行部 钟应贵一、 发电机定子单相接地的危害设发电机定子绕组为每相单分支且中性点不接地，发电机定子绕组接线示意图及机端电压向量图（图1）ABC（a ）定子绕组接地示意图B C（b ）定子绕组接地电压向量图设A 相定子绕组发生接地故障，接地点距中性点的电气距离为α（所谓电气距离，就是发电机单相定子绕组的长度，α为中性点到故障点的绕组占全部绕组的百分数），此时，在接地点会出现一个零序电压。
由图1（b ）向量图可以看出，A 相接地时，使B 相及C 相对地电压，由相电压升高到另一值。
当机端A 相接地时，B 、C 两相的对地电压由相电压升高到线电压。
另外，发电机定子绕组及机端连接元件（包括主变低压侧及厂用变高压侧）对地有分布电容，零序电压通过分布电容向故障点供给电流。
此时，如果发电机中性点经某一电阻接地，则发电机零序电压通过电阻也为接地点供给电流。
综合上述分析，发电机定子绕组单相接地的危害是：1、非接地相对地电压升高，将危及对地绝缘，当原来绝缘较弱时可能会造成非接地相相间发生接地故障，从而造成相间接地短路，损害发电机。
2、流过接地点的电流具有电弧性质，会产生电弧，可能烧伤定子铁芯。
分析表明：接地点距发电机中性点越远，对发电机的危害越大；反之越小。
二、发电机定子绕组单相接地保护的构成1、利用零序电压构成的发电机定子绕组单相接地保护由上述分析：画出零序电压3U0随故障点位置α变化的曲线，见图2。
3U0(v)50Uop图2 定子绕组单相接地时3U0与α的关系曲线越靠近机端，故障点的零序电压越高。
利用基波零序电压构成定子单相接地保护，图中Uop为零序电压定子接地保护的动作电压。
定子绕组单相接地保护用的零序电压的获取见图3。
100/3N U 03U 03U 3100/3100/3N U FFDL图3发电机定子绕组单相接地接线原理零序电压可以从发电机机端YH 二次可口三角形获取，也可以从发电机中性点单相YH 获取。
假定机端电压互感器的变比为3100/3100/3N U ，如果机端发生金属性单相接地故障，从机端得到的基波零序电压二次值为100V ，距中性点α处发生单相金属性接地故障时，基波零序电压二次值为 α×100V 。
利用基波零序电压作为发电机定子单相接地保护是一种不完全的保护，从图2中可以看出，它只能保护到定子绕组的90-95% 。
要达到100%定子接地保护，就需要由其它原理的保护共同构成100%定子接地保护。
目前普遍采用三次谐波电压构成的发电机定子绕组单相接地保护与零序电压相配合的100%定子单相接地保护。
2、 利用三次谐波电压构成的发电机定子绕组单相接地保护 1）、保护原理由于发电机气隙磁通密度的非正弦分布和铁磁饱和的影响，在定子绕组中感应的电动势除基波分量外，还含有高次谐波分量，其中三次谐波分量是零序性质的分量。
如果把发电机的对地电容等效地看作集中在发电机的中性点N 和机端S ，且每相的电容大小都是0.5C f ，并将发电机机端引出线、升压变压器低压侧母线、厂用变压器以及电压互感器等设备的每相对地电容C w 也等效在机端，并设三次谐波电动势为E 3 。
那么当发电机中性点不接地时，其等值电路如图4 （a ）。
图4 （a ）发电机中性点经消弧线圈接地时，其等值电路如图4 （b ）。
S3图4 （b ）中性点不接地时，中性点和机端的三次谐波电压分别为：33)(22E C C C C U w f w f N ++= (1—1)33)(2E C C C U w f f s +=(1—2)机端三次谐波电压U S3与中性点三次谐波电压U N3之比为：wf f N s C C C U U 233+=(1—3) 由式（1-3）可知，在正常运行时，发电机中性点侧的三次谐波电压U N3总是大于发电机机端的三次谐波电压U S3 。
当发电机孤立运行时，即发电机出线端开路，C W =0时 ，U N3=U S3 发电机经消弧线圈接地时，假设基波电容电流被完全补偿，即)(31ωωωC C L f +=此时发电机中性点侧对三次谐波的等值电抗为ffN C L C L X ωωωω32)3(3)32)(3(33--=整理后得)27(63ωωC C X f N -=发电机机端对三次谐波的等值电抗为)2(323ωωC C X f s +=此时发电机机端三次谐波和中性点三次谐波电压之比为)2(9273333ωωC C C C X XU U f f N S N s +-== (1—4)式（1-4）表明，接入消弧线圈后，中性点的三次谐波电压U N3在正常运行时比机端三次谐波电压U S3更大。
在发电机出线端开路后，即C W =0时 ，则9733=N S U U (1—5)在正常运行情况下，尽管发电机的三次谐波电动势E 3随着发电机的结构及运行状态而改变，但是其机端三次谐波电压与中性点三次谐波电压的比值总是符合以上关系的。
当发电机定子绕组发生金属性单相接地时，设接地点发生在距中性点α处，其等值电路如图5所示。
此时不管发电机中性点是否接有消弧线圈，总是有U N3=αE 3和 U S3=（1-α）E 3，两者相比，得αα-=133N S U U （1—6）中性点三次谐波电压U N3和机端三次谐波电压U S3随故障点α的变化曲线如图6所示。
因此，如果利用机端三次谐波电压U S3作为动作量，而用中性点三次谐波电压U N3作为制动量来构成接地保护。
且当U S3≥U N3时作为保护的动作条件，则在正常运行时保护是不可能动作的，而当中性点附近发生接地时，则具有很高的灵敏性。
利用此原理构成的接地保护，可以反应距中性点约50% 范围内的接地故障。
U图5发电机单相接地时三次谐波电动势分布的等值电路图E0 50 100 α（%）图6中性点电压U N3和机端电压U S3随故障点α的变化曲线利用三次谐波构成的接地保护可以反应发电机定子绕组中α＜0.5范围内的单相接地故障。
并且当故障点越靠近中性点时，保护的灵敏性就越高；利用基波零序电压构成的接地保护，则可以反应α＞0.10范围内的单相接地故障。
且当故障点越靠近机端时，保护的灵敏性就越高。
两种不同原理的保护优势互补。
因此，利用三次谐波电压比值和基波零序电压的组合构成了100%的定子绕组单相接地保护。
2）、改进的反应三次谐波电压比值的定子绕组单相接地保护反应三次谐波电压比值的定子绕组单相接地保护的动作判据为︳U S3／U N3 ︳＞β（1—7）式中β——整定比值动作判据为 ︳U S3／U N3 ︳＞β，可 以改写成为 ︳U S3 ︳＞β︳U N3 ︳，即U S3为动作量，U N3为制动量。
该判据的灵敏度仍不够高，且容易发生误动。
改进的措施是增加调整系数K P ，进一步减小动作量，这样也就进一步减小制动量，即可减小制动系数β，使β＜＜ 1.0 ，从而可获得更高灵敏度和防误动能力。
改进的动作判据为︳U S3-K P U N3 ︴＞β︳U N3 ︳ （1—8）当发电机发生单相接地时，若故障点在机端附近，U S3减小而U N3增大；若故障点在中性点附近，U S3增大而U N3减小。
这样改进后的结果是：故障点在中性点附近时组合动作量 ︳U S3 –K P U N3 ︳显著增大，而此时制动量β︳U N3 ︳却比较小，保护可灵敏动作；即使在机端发生金属性接地故障， ︳U N3 ︳虽会显著增大， 但 制 动 量 β︳U N3 ︳却 因 为 β＜＜ 1.0不会很大，而此时动作量︳U S3 –K P U N3 ︳= ︳K P U N3 ︳，由于K P 接近1.0， 所 以 动 作量 ︳K P U N3 ︳很大，于是保护仍可灵敏动作。
三、 龚站发电机定子单相接地保护的配置和保护动作后果1、龚站发电机定子单相接地保护的配置。
龚站发电机是扩大单元接线方式，且出线端母线较长。
定子单相接地保护是利用基波零序电压与改进型的反应三次谐波电压比值构成100% 的定子单相接地保护。
即反应零序电压的大小和反应三次谐波电压比值绝对值的大小。
零序电压3U 0取自机组中性点消弧线圈，三次谐波电压3ω取自机端电压互感器二次侧开口三角形和中性点消弧线圈。
对于扩大单元接线，即两机一变接线方式的机组，反应三次谐波电压比值︳U S3／U N3 ︳＞β为判据时，该判据的动作灵敏度仍不够高，容易发生误动作。
因此，龚站机组定子单相接地保护采用了改进的反应三次谐波电压比值的保护，在判据中增加了调整系数KP ，从而获得了更高灵敏度和防误动能力。
改进后的判据为33N P S U K U -＞3N U β两机一变的接线方式，整定调整系数K P 值时，对于另一机组断路器合闸与否，其中性点的接地容抗是不同的。
因此，在整定调整系数K P 值时，要与另一台机组断路器合闸和跳闸时分别整定。
3、龚站发电机定子单相接地保护动作后果。
反应基波零序压3U0动作经过一定延时跳发电机出口断路器和发电机灭磁开关；反应三次谐波电压比值（3ω）动作，经过一定延时发信号。
四、定子接地保护动作处理现象：1、上位机、集控均报“X机组定子一点接地”信号，同时“15.75KV、接地信号”亦可能发出。
2、机组保护屏1#、2#均有“定子接地3U0Ⅰ”、“3U OⅡ”、“3WⅠ”、“3WⅡ”红灯亮。
3、机组出口断路器跳闸、灭磁开关跳闸。
4、状态指示有“出口跳闸”、“出口信号”红灯亮。
5、机组可能有超速声。
处理：1、检查发电机出口断路器和灭磁开关是否断开良好，否则动拉开。
拉开隔离刀闸，切除操作电源。
2、对机组进行全面检查，包括风洞、母线、机组YH、励磁变、消弧线圈、穿墙套管等，有无明显接地点。
进风洞检查应两人进行，戴正压呼吸器，发现有着火，按发电机着火处理。
3、若机组出口断路器和灭磁开关已跳开，“15.75KV接地”信号未消失，应穿上绝缘鞋对15.75KV母线、主变低压侧YH等一次设备进行检查，并检查另一台机有无定子接地信号（3ω）。
若发现YH故障应立即拉开YH刀闸，若发现15.75KV母线有明显接地点，应立即汇报调度（集控），倒厂用电，做好相应主变停电准备。
4、根据当时情况，机组可执行“空转——停机”流程停机或手动停机，注意加闸。
若机组过速，保护已动作，按过速保护动作处理。
5、若机组停机后，所有信号均能复归，应判断接地点在出口断路器内侧，做好相应措施，测量定子绝缘，通知维护作进一步检查。
6、若检查未发现明显接地，且绝缘测量合格，经总工程师（或生产副厂长）同意，可开机进行零起升压试验，试验正常机组投入运行。
升压过程中严密监视发电机三相电流表应无指示，选测接地电压有无显示，若有异常，立即进行逆变、停机做好安全措施，通知维护检查处理。
注意事项：1、事故发生后，值守长简要将事故汇报集控，并组织事故处理，汇报值守总负责人，要求派人支援。